Listrik Statis : Pengertian, Sifat, Percobaan dan Contoh

Pernah nggak, kamu gosokin penggaris plastik ke bajumu atau kain kemudian ditempelin ke kertas dan kertas yang ditempelin malah ikut terangkat? Fenomena yang terjadi tersebut adalah salah satu bagian dari listrik statis. Pada pembahasan kali ini Burhan bakalan jelasin tentang pengertian, karakteristik, rumus, proses terjadinya, hingga percobaan yang dilakukan pada listrik yang statis.

Pengertian Listrik Statis

Pernah kamu nemuin suatu benda yang nggak dialirin listrik tapi ada gejala kelistrikan yang terjadi? Kalo kamu nemuin benda seperti ini berarti kamu nemuin fenomena listrik yang statis. Biasanya kalo ngomongin listrik pasti nggak jauh-jauh dari kabel, arus listrik, dan tegangan yang konstan. Tapi pada listrik yang statis, kamu ga bakalan nemuin hal-hal seperti ini.

Listrik statis ngejelasin suatu gejala kelistrikan yang terjadi dalam waktu singkat karena nggak ada aliran listrik yang mengalir secara konstan dan biasanya terjadi pada benda pasif yang nggak bisa dialiri listrik seperti penggaris plastik.

Sifat dan Karakteristik

Setelah kamu ngerti tentang pengertiannya, Burhan bakalan jelasin tentang sifat dan karakteristiknya. Sifat dan karakteristik dari listrik yang statis adalah gaya tarik menarik, gaya tolak menolak, dan pergerakan elektron.

  1. Gaya Tarik Menarik

Pembahasan karakter pertama yang Burhan jelasin adalah gaya tarik menarik. Listrik terjadi akibat adanya gaya tarik menarik antara muatan negatif dan positif yang mana kalo dalam listrik yang statis, gaya tarik menariknya nggak berlangsung lama sehingga gejala kelistrikannya cuman sebentar.

  1. Gaya Tolak Menolak

Pembahasan karakter kedua yang Burhan jelasin adalah gaya tolak menolak. Gaya tolak menolak terjadi akibat muatan yang dideketin memiliki nilai yang sama yaitu positif-positif atau negatif-negatif sehingga kedua muatan saling tolak menolak. Kalo dalam listrik statis, gaya tolak menolak terjadi kalo dua benda nggak dialiri oleh arus listrik.

  1. Pergerakan Elektron

Karakter ketiga yang Burhan jelasin adalah pergerakan elektron. Kalo dalam listrik statis, pergerakan elektron cuman terjadi kalo salah satu benda dialiri listrik atau ditemukan gejala listrik. Elektron bakalan bergerak dari muatan negatif ke positif cuman jumlah elektron yang bergerak konstan, nggak ada pertambahan dan cenderung berkurang.

Berkurangnya elektron karna elektron yang ada bergerak ke seluruh arah dan menuju bumi jadinya elektron yang ada di benda tersebut berkurang sehingga gejala kelistrikan yang terjadi menjadi singkat.

Bagaimana Terjadinya Listrik Statis

Sebelum kamu memahami bagaimana proses terjadinya, kamu harus ngerti terlebih dahulu perbedaan muatan negatif dan muatan positif. Muatan negatif ngejelasin kalo suatu benda memiliki kandungan elektron lebih banyak dibandingkan dengan proton dan muatan positif memiliki lebih banyak proton ketimbang elektron.

Suatu benda pada awalnya bakalan diberi perlakuan misal digosokkan kepada badan atau kain biar benda tersebut menjadi bermuatan negatif. Muatan negatif ini bakalan dideketin ke benda dengan muatan lebih positif misal kertas atau rambut. Benda tersebut bakalan narik rambut atau kertas akibat adanya gejala arus listrik yang terjadi dari benda tersebut ke rambut.

Fenomena rambut yang tertarik atau kertas yang tertarik adalah fenomena gaya tarik menarik, cuman fenomena ini nggak berlangsung lama karena elektron yang ada di benda yang telah digosokkan berpindah ke rambut. Sehingga ada elektron tambahan yang bikin gejala kelistrikan tersebut berlangsung lebih lama.

Rumus-Rumus Listrik Statis

Pembahasan selanjutnya adalah rumus yang digunain dalam gejala kelistrikan statis. Terdapat beberapa hukum dan rumus yang perlu kamu tahu seperti gaya coulomb, kuat medan listrik, energi potensial, usaha, kapasitor keping sejajar, energi kapasitor, dan bola kapasitor. Semua hukum dan rumus bakalan Burhan jelasin di bawah ini.

  1. Gaya Coulomb

Pembahasan rumus pertama adalah gaya coulomb. Gaya coulomb ngejelasin tentang fenomena yang terjadi kalo ada muatan listrik yang saling dideketin yaitu gaya tolak menolak dan tarik menarik. Sehingga gaya coulomb nyebutin kalo perkalian antara dua muatan bakalan berbanding lurus dengan gaya yang dihasilkan dan terbalik dengan kuadrat jarak kedua benda.

Gaya Coulomb

Keterangan:

  • F adalah gaya tarik menarik atau tolak menolak antara dua muatan (N)
  • Q1 dan Q2 adalah muatan benda (C)
  • r adalah jarak antara 2 benda bermuatan (m)
  • k adalah konstanta listrik 9×109Nm2/C2
  1. Kuat Medan Listrik

Pembahasan rumus kedua adalah kuat medan listrik. Kuat medan listrik ngejelasin kalo besaran medan listrik yang terukur pada suatu titik dengan ngebandingin antara gaya per satuan muatan.

Kuat Medan Listrik

Keterangan:

  • E adalah kuat medan listrik yang terjadi pada muatan di titik tertentu (N/C)
  • Q adalah muatan listrik suatu benda (C)
  • r adalah jarak antara titik tertentu dengan muatan benda (m)
  • k adalah konstanta listrik 9×109Nm2/C2
  1. Energi Potensial Listrik

Pembahasan selanjutnya adalah energi potensial listrik. Energi potensial listrik ngejelasin tentang energi yang dibutuhin buat mindahin suatu muatan benda dari titik awal ke titik akhir. Sehingga rumus buat energi potensial listrik seperti di bawah ini.

 

Energi POtensial Listrik

Keterangan:

  • W adalah energi potensial listrik yang terjadi pada muatan di titik tertentu (N/C)
  • Q adalah muatan listrik suatu benda di titik pertama
  • Q’ adalah muatan listrik suatu benda di titik kedua
  • r adalah jarak antara titik tertentu dengan muatan benda (m)
  • k adalah konstanta listrik 9×109Nm2/C2
  1. Potensial Listrik

Pembahasan ketiga adalah potensial listrik. Potensial listrik biasanya dikenal sebagai tegangan atau kerja yang dibutuhkan buat ngebawa muatan 1 C. Potensial listrik ada banyak seperti potensial pada muatan titik, muatan garis, dan muatan bidang.

Potensial Listrik

Keterangan:

  • V adalah potensial listrik atau tegangan (volt)
  • k adalah konstanta listrik 9×109Nm2/C2
  • Q adalah muatan listrik suatu benda
  1. Usaha

Usaha ngejelasin tentang muatan yang ada di antara beda potensial pada rangkaian listrik. Sehingga usaha di tuliskan seperti ini.

Wab = q(Vb – Va)

  1. Kapasitor Keping Sejajar

Kapasitor keping sejajar ngejelasin dua pelat konduktor yang diletakin secara sejajar dan punya luas penampang yang sama besar dengan jarak tertentu.

Kapasitor Keping sejajar

 

Keterangan:

  • C adalah kapasitas dari kapasitor
  • K adalah konstanta dielektrik
  • A adalah luas permukaan plat
  • d adalah jarak antara dua plat
  • ε adalah permitivitas bahan
  • ε0adalah permitivitas ruang hampa
  1. Energi KapasitorEnergi kapasitor

Keterangan:

  • C adalah kapasitas kapasitor (F)
  • V adalah tegangan listrik antar keping (Volt)
  • Q adalah muatan listrik pada kapasitor (C)
  1. Bola Kapasitor

Bola Kapasitor

Keterangan:

  • ε0adalah permitivitas ruang hampa
  • r adalah jari-jari dari bola kapasitor (m)

Contoh Gejala Listrik Statis

Contoh gejala kelistrikan statis adalah mesin fotokopi. Mesin fotokopi gunain konsep tarik menarik antar muatan sehingga tinta pada mesin fotokopi dapat menempel di kertas. Selain itu, ada generator Van De Graff yang dipasang pada sepeda pedal dengan cara kerja gosokin pita karet pada roda pemutar.

Percobaan Listrik Statis

Ada beberapa percobaan sederhana yang bisa kamu lakuin untuk ngeliat kelistrikan statis. Percobaan paling umum adalah gunain penggaris plastik dengan potongan kertas kecil. Kamu bisa gosokin penggaris plastik ke rambut atau baju kamu secara cepat, terus kamu bisa arahin penggaris ke potongan kertas tersebut.

Potongan kertas bakalan terangkat akibat adanya gaya tarik menarik yang terjadi karena penggaris plastik yang kamu pegang mengandung muatan negatif.

Ada banyak konsep kelistrikan statis yang diterapkan dalam kehidupan sehari-hari dan telah memberikan manfaat yang banyak. Kamu bisa gunain konsep ini buat nyelesaiin berbagai masalahmu yang berkaitan dengan kelistrikan.

Contoh Soal :

Burhan seorang mahasiswa fisika, memiliki dua keping logam konduktor. Burhan sedang melakukan eksperimen untuk menentukan potensal listrik dua keping logam pada laboratorium fisika dengan suhu ruang tetap yakni Burhan ingin membuat potensial listrik kedua keping logam menjadi lebih besar, maka apa yang harus dilakukan Burhan?

A. Memperkecil jarak antar keping

B. Memperkecil muatan pada sepasang keping

C. Mempervesar luas penampang keping

D. Memperbesar nilai dielektrik

E. Memperbesar muatan pada sepasang keping

Pembahasan:

Untuk membantuk burhan membuat potensial kedua keping menjadi besar, kita harus memahami potensial listrik pada keping sejajar. Persamaan potensial listrik pada keping sejajar berlaku :

Pembahasan Listrik Statis

Berdasarkan persamaan, maka cara agar potensial listrik antara sepasang keping logam menjadi lebih besar yakni dengan memperbesar muatan pada sepasang keping

Maka jawaban : E

Jawaban A salah, karena dengan memperkecil jarak antar keping akan memperkecil potensialnya

Jawaban B salah, karena dengan memperkecill muatan pada sepasang keping akan memperkecil potensial listriknya

Jawaban C salah karena dengan memperbesar luas penampang, akan memperkecil potensial listriknya

Jawaban D salah karena dengan memperbesar nilai dielektrik keping  akan memperkecil potensial listriknya

Lihat Artikel Lainnya!
[Total: 3 Average: 5]

4 pemikiran pada “Listrik Statis : Pengertian, Sifat, Percobaan dan Contoh”

Tinggalkan komentar

Eits, tunggu dulu.

✅Mau RANGKUMAN BELAJAR KEREN?

KLIK GAMBARNYA????